package array;

/**
 * 给定一个包含红色、白色和蓝色、共 n 个元素的数组 nums ，原地 对它们进行排序，使得相同颜色的元素相邻，并按照红色、白色、蓝色顺序排列。
 * 我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。
 * 必须在不使用库内置的 sort 函数的情况下解决这个问题。
 * <p>
 * 示例 1：
 * 输入：nums = [2,0,2,1,1,0]
 * 输出：[0,0,1,1,2,2]
 * <p>
 * 示例 2：
 * 输入：nums = [2,0,1]
 * 输出：[0,1,2]
 *
 * @author Jisheng Huang
 * @version 20250517
 */
public class SortColors_75 {
    /**
     * 我们可以考虑对数组进行两次遍历。在第一次遍历中，我们将数组中所有的 0 交换到数组的头部。在第二次遍历中，我们将数组中所有的 1 交换到
     * 头部的 0 之后。此时，所有的 2 都出现在数组的尾部，这样我们就完成了排序。
     * <p>
     * 具体地，我们使用一个指针 ptr 表示「头部」的范围，ptr 中存储了一个整数，表示数组 nums 从位置 0 到位置 ptr−1 都属于「头部」。
     * ptr 的初始值为 0，表示还没有数处于「头部」。
     * <p>
     * 在第一次遍历中，我们从左向右遍历整个数组，如果找到了 0，那么就需要将 0 与「头部」位置的元素进行交换，并将「头部」向后扩充一个位置。
     * 在遍历结束之后，所有的 0 都被交换到「头部」的范围，并且「头部」只包含 0。
     * <p>
     * 在第二次遍历中，我们从「头部」开始，从左向右遍历整个数组，如果找到了 1，那么就需要将 1 与「头部」位置的元素进行交换，并将「头部」向
     * 后扩充一个位置。在遍历结束之后，所有的 1 都被交换到「头部」的范围，并且都在 0 之后，此时 2 只出现在「头部」之外的位置，因此排序完成。
     *
     * @param nums the given array
     */
    public static void sortColors(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int ptr = 0;

        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (nums[i] == 0) {
                int tmp = nums[i];
                nums[i] = nums[ptr];
                nums[ptr++] = tmp;
            }
        }

        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (nums[i] == 1) {
                int tmp = nums[i];
                nums[i] = nums[ptr];
                nums[ptr++] = tmp;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {2, 0, 2, 1, 1, 0};
        sortColors(nums);

        for (int i : nums) {
            System.out.print(i + " ");
        }

        System.out.println("\n=============");

        nums = new int[]{2, 0, 1};
        sortColors(nums);

        for (int i : nums) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}
